2019年，氫工業仍處于起步階段。今天，整個行業的發展已經進入了爆炸式發展的早期階段。

記者了解到，有業內專家預測，到2025年，全球將建成2800個氫燃料加氣站，到2030年，全球至少將提供1000萬至1500萬塊燃料電池，以及50萬輛以氫為動力的燃料電池重型卡車電池卡車

到2050年，氫工業將創造3000萬個就業機會，減少二氧化碳排放60億噸，產值2.5萬億美元，占全球能源的18%。

氫氣工業正以“巨獸”的姿態出現。作為一個有著超長產業鏈的行業，似乎每一寸關節都更重要，但是對于整個行業來說，最重要的關鍵環節是什么呢?

儲運是氫能發展的關鍵

良好的氫能運輸和氫能網絡建設是氫能產業發展的必要條件。隨著氫能產業的興起，未來的“氫能社會”必須實現制氫、儲氫、氫運輸、氫氫化和氫利用的各個環節的循環與快速匹配，才能使其順利發展壯大。

從氫能的上、中、下游發展情況來看，制氫、氫化、氫利用都比較容易實現規模化發展。整個氫能產業的短板在于氫能儲運。

正如林德集團大中華區氫能總監王海周四在鹽城舉行的中國新能源發展論壇上所說，“在像加油站一樣氫被大規模、分散使用的情況下，氫運輸面臨巨大挑戰。”

氫的儲存和運輸就像人體的血管，將氫供應到氫端各個區域。一旦這一關鍵通道不建成，或無法滿足氫能上下游需求，整個行業的發展就會像人體組織“缺血”一樣“壞死”。

氫的性質使其難以儲存和運輸。一方面，氫具有很高的質量能量密度，大約是汽油的三倍。但是體積能很低，在室溫和壓力下比汽油低4個數量級。

另一方面，氫氣還具有易燃易爆的特點，爆炸極限濃度為4.0%-75.6%(體積濃度)，在高壓下容易使金屬材料發生氫脆反應。這些物理性質使得氫的運輸和儲存變得棘手。

氣體，液體，固體這是最好的方法

氫氣的儲運方式主要有氣態、液態和固態三種。

目前最常用的儲氫運輸技術是高壓氣儲氫技術。儲氫運輸的工作壓力一般達到120- 150atm，甚至高達200atm。

高壓氣相儲氫的優點是應用靈活，充放電速度快，可在室溫下操作。

這種方法的主要缺點是需要配備高強度耐壓容器，壓縮后才能存儲，但壓縮過程不可避免地消耗大量能量。此外，壓力容器在儲存氫氣時容易被腐蝕，存在泄漏和爆炸的風險。

此外，高壓儲氫還對氫氣傳輸距離敏感，可能導致成本激增。

11月15日，上海氫楓能源副總經理馮軒在鹽城舉行的中國新能源發展論壇上的演講支持了這一觀點。他說:“現在，儲存和運輸高壓氣體巖心在150公里內有其優勢。”“超過150公里后，運輸成本在氫氣總成本中所占的比例越來越大。”

低溫貯氫液態氫的最大優點是質量貯氫密度相對較高。根據目前的設備水平，低溫液氫儲運密度可超過5wt%。王說，液氫在這里運輸的效率是壓縮氣體運輸的10倍。

但是液氫容易蒸發損失，儲存和運輸需要低溫設備，需要優良的絕緣來絕緣，成本高。另外，液態氫儲存在大罐內容易發生熱分層，可能導致罐內氫氣爆炸破裂。

另一種儲存氫的方法被稱為“固態氫儲存”。在一定的溫度和壓力下，氫原子被金屬捕獲，形成穩定的金屬氫化物。然后氫從金屬氫化物中釋放出來，然后金屬氫化物被熱激發分解。

與上述氣態和液態儲氫合金相比，儲氫合金具有更大的體積密度，可達50kg/m3。而固體金屬儲氫比上述兩種方法更安全，即使發生劇烈撞擊也不會爆炸。

但其缺陷主要在于儲氫合金重量大，使儲氫質量密度小于10%。由于需要額外配套的催化氫化脫氫設備，無論是用于氫汽車還是工業運輸都會增加額外的費用支出，而儲氫合金經過多次洗滌后，性能不穩定，易粉化，這樣的材料使用壽命不理想。

另外，管道混氫也是氫氣儲運的一種方式，但這種方式最大的問題之一就是計算不清。

氫的單位價格遠高于天然氣，但熱值僅為天然氣的1/3。如果輸氣管道與氫氣混合，且終端熱值相同，氫氣的價格應為天然氣的1/3。目前，天然氣門站價格約為1.8元/立方米。按照1/3的價格，氫氣的價格應該是0.6元每立方米，但這個價格甚至低于制氫的成本。

多種儲存和運輸形式可能長期共存

不同的儲運方式各有優缺點。業內專家認為，氫氣的儲存和運輸可能以高壓氣態氫、液態氫、管道儲氫等多種方式長期共存。

傳統的氣態儲氫技術將在短程儲氫運輸中發揮重要作用。由于這項技術已經比較成熟，我國35MP和70MP儲氫瓶的生產已經進入正常軌道。

“世界上絕大多數液氫生產現在都集中在美洲，還有一些集中在日本。日本自2001年引進氫燃料電池后，一直在推進液態氫的商用化。王海說。由此可見，我國液氫的發展落后于國外。

然而，在中國液氫利用出現了一種新的模式。該模式是由大連化學研究所李燦團隊研究的液體陽光項目。

中國科學院大連化學物理研究所張家港工業技術研究院有限公司副院長岳欣在鹽城論壇上介紹:“液體陽光從制氫到合成甲醇，再到轉化制氫的整個過程。核心環節是在甲醇重整過程中，有少量的一氧化碳，會在過程中形成積累，干擾過程。我們還利用一氧化碳重整在低氫高二氧化碳的條件下將其轉化為一氧化碳和氫氣，還可以增加其經濟性。電解甲醇制備低溫氫+燃料電池是最適合的。

長輸氫管道，目前也有項目在試行中，不久前在張家口舉行了國家電力為中心研究所參加“氣體混合氫關鍵技術研發及應用示范項目啟動大會”，該項目生產的氫氣經過凈化后的三路運輸，將全程與張家口市燃氣管道混合，應用于民用爐具和HCNG汽車。

固態氫儲存還處于探索階段，但進展的速度令人鼓舞。

江蘇工業技術研究院先進能源材料與應用技術研究所所長周少雄表示，他們研發的低溫固態儲氫材料可以存儲氫體積的100倍，所以其儲氫密度高于液氫。這些合金材料非常穩定，不會燃燒爆炸，可逆性好，重復使用不少于5000次

近年來，世界上許多國家在固態儲氫的應用和新型儲氫材料的研究開發方面都取得了很大的進展。成熟的儲氫材料已應用于熱電聯產、儲能、汽車燃料電池氫源系統等諸多領域。

綜上所述，我國氫氣行業已經在儲運環節產生了多種技術路線，不同的技術路線是適應不同的應用領域，但如果從規模的角度(iphe、規模化、氫氣的長距離儲存和運輸模式更有利于行業的快速發展，固態氫氣儲存，氫氣管道，隨著我們對不同材料的探索和技術的進步，我們相信，氫氣儲運不再是整個行業發展的短板。

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